ITTO20080807A1 - Dispositivo e procedimento per realizzare prodotti igienico-sanitari - Google Patents

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ITTO20080807A1
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cut
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Nicola Cocozzella
Aponte Francesco D
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Description

DESCRIZIONE dell?invenzione industriale dal titolo:
?Dispositivo e procedimento per realizzare prodotti igienico-sanitari?
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell?invenzione
La presente descrizione si riferisce alle tecniche per realizzare prodotti igienico-sanitari.
Descrizione della tecnica relativa
Le unit? di taglio del tipo ?Cut & Slip? (ossia ?a taglio e scorrimento?) sono note ed applicate da anni sulle linee di produzione dei prodotti igienico-sanitari quali i prodotti igienici monouso.
Un esempio di unit? Cut & Slip ? descritto nel brevetto italiano IT 1183882, nel quale si insegna a costruire un?unit? di taglio in grado di applicare su un telo continuo elementi tagliati ad un passo ben definito, determinato dalla velocit? del rullo fungente da controcoltello (?anvil roll?).
L?unit? descritta in tale brevetto ? caratteristica per la sua essenzialit?. L?evolversi dei prodotti e l?aumento delle velocit? delle macchine di produzione hanno per? reso necessari degli ulteriori sviluppi dell?unit?, come quelli descritti, ad esempio, in documenti quali EP-B-0 943 305, EP-B-0 990 588 o EP-A-1864 768.
Le soluzioni descritte in questi documenti risolvono vari problemi relativi alle unit? di taglio che prevedono lo scorrimento (?slip?) dell?elemento che viene tagliato (?cut?) per portarlo al passo di applicazione.
In particolare, la soluzione descritta in EP-B-0 943 305 prevede di realizzare un?unit? di taglio di elementi laminari eliminando il problema del cambio formato, problema cui in un?unit? convenzionale si ovvia con la sostituzione completa dell?unit? stessa.
La soluzione descritta in EP-B-0 990 588 prevede di realizzare un sistema per la gestione della pressione subatmosferica (?vuoto?) di trascinamento e di presa dell?elemento tagliato dalla testata.
La soluzione descritta in EP-A-1 864 768 prevede di realizzare un?unit? che risolve entrambi i problemi, sia quelli di cambio formato, sia quelli di gestione del vuoto.
Nella realizzazione di prodotti igienico-sanitari emerge l?esigenza di realizzare prodotti o componenti di prodotti con elementi multipli sottoforma di strisce applicati l?uno sull?altro, ad esempio cos? come illustrato nella figura 1. Qui ? rappresentato un nastro di materiale di supporto S che avanza in un direzione data, identificata nelle figure dalla freccia X, su cui vengono incollati a passo (ossia a distanze predefinite) strisce o spezzoni di materiale A, sui quali sono, a loro volta, applicati strisce o spezzoni di materiale B.
La figura 2 rappresenta un possibile layout di impianto utilizzabile per realizzare quanto illustrato nella figura 1. Si tratta in pratica di due unit? Cut & Slip che si succedono in cascata l?una all?altra: la prima unit? riceve il materiale S e vi applica il materiale A; la seconda unit? applica quindi sugli elementi del materiale A gli elementi di materiale B. Si ? qui supposto che, cos? come avviene di solito, i materiali S, A e B si presentino sotto forma di nastri.
Applicare un elemento di materiale A su un supporto S con un ?passo? P1 (vedere la figura 1) comporta inevitabilmente errori di posizionamento dell?elemento A dovuti all?elasticit? del materiale S e dovuti ad imperfezioni tecnologiche dei vari componenti e della trasmissione.
Ai suddetti errori di posizionamento si sovrappongono poi gli analoghi errori legati all?applicazione del materiale B sul materiale A. In particolare, il posizionamento relativo dei materiali A e B, individuato dalla dimensione D nella figura 1, ? influenzato negativamente dall?errore legato al passo P1 di applicazione degli elementi di materiale A sul materiale di base S.
Questo ? vero anche nel caso in cui ? cos? come illustrato nelle figure 3 e 4 - una delle due unit? in cascata ? un?unit? Cut & Slip di tipo non convenzionale, ossia di tipo ?pitchless? cos? come decritta in EP-B-0 943 305.
In particolare, la figura 4 illustra una soluzione in cui si taglia dapprima (previa applicazione di un materiale in fibra di cellulosa CF - cellulose fibers) il materiale A, si effettua una prima spaziatura, si accoppia il materiale B al materiale A, si taglia il materiale B e si effettua la seconda spaziatura.
Gli inventori hanno osservato che i problemi sopra menzionati stanno diventando sempre pi? importanti e di sempre maggiore attualit?. Questo in quanto prodotti igienico-sanitari quali i prodotti assorbenti stanno diventando sempre pi? sottili, con in pi? la tendenza a sostituire in misura crescente il materiale assorbente in fibre (fluff) con materiali superassorbenti (ad esempio materiali assorbenti idrogelificanti quali i SuperAbsorbing Polymer o SAP). Questo porta ad avere nuclei (core) assorbenti piuttosto delicati, per nulla rigidi, con la difficolt? di manipolazione che ne deriva.
In particolare, un processo come quello illustrato in figura 4 diventa quanto mai critico da gestire, soprattutto nella zona della seconda spaziatura, qualora il materiale B sia proprio un core assorbente ultrasottile, con percentuali di SAP molto elevate, ossia oltre il 60% del peso totale del core.
Scopo e sintesi dell?invenzione
Nel quadro generale sopra delineato emerge l?esigenza di disporre di soluzioni in grado di superare gli inconvenienti discussi in precedenza.
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire una tale soluzione.
Secondo la presente invenzione, tale scopo ? raggiunto grazie ad un dispositivo avente le caratteristiche richiamate in modo specifico nelle rivendicazioni che seguono. L?invenzione riguarda anche un corrispondente procedimento.
Le rivendicazioni formano parte integrante dell?insegnamento tecnico qui somministrato in relazione all?invenzione.
Breve descrizione delle rappresentazioni annesse L?invenzione sar? ora descritta, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento alle rappresentazioni annesse, in cui:
- le figure 1 a 4 sono gi? state descritte in precedenza, e
- le figure 5 e 6 illustrano due possibili esempi di attuazione della soluzione qui descritta.
Descrizione particolareggiata di esempi di attuazione Nella seguente descrizione sono illustrati vari dettagli specifici finalizzati ad un?approfondita comprensione delle forme di attuazione. Le forme di attuazione possono essere realizzate senza uno o pi? dei dettagli specifici, o con altri metodi, componenti, materiali, ecc. In altri casi, strutture, materiali o operazioni noti non sono mostrati o descritti in dettaglio per evitare di rendere oscuri i vari aspetti delle forme di attuazione.
Il riferimento ad ?una forma di attuazione? nell?ambito di questa descrizione sta ad indicare che una particolare configurazione, struttura o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione ? compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, frasi come ?in una forma di attuazione?, eventualmente presenti in diversi luoghi di questa descrizione, non sono necessariamente riferite alla stessa forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture o caratteristiche possono essere combinate in ogni modo adeguato in una o pi? forme di attuazione.
I riferimenti qui utilizzati sono soltanto per comodit? e non definiscono dunque l?ambito di tutela o la portata delle forme di attuazione.
La figura 5 illustra un primo esempio di soluzione che permette di realizzare una struttura come quella illustrata nella figura 1.
Per fissare le idee (naturalmente senza che ci? sia da interpretarsi in senso limitativo della portata dell?invenzione) si pu? supporre che i materiali S, A e B siano, ad esempio, rispettivamente:
- il cosiddetto backsheet di un prodotto igienicosanitario assorbente quale un pannolino per bambini,
- un cosiddetto ?patch? o ?acquisition o diffusion layer? applicato sul nucleo assorbente o core; e
- il nucleo o core assorbente (ad esempio di tipo ultrasottile, con percentuali di SAP - Polimero Super Assorbente - molto elevate oltre il 60% del peso totale del core ) applicato sul backsheet.
La caratteristiche di tali materiali sono da ritenersi di per s? note e dunque tali da non richiedere una descrizione particolareggiata in questa sede.
In questo esempio si suppone che i materiali S, A e B si presentino originariamente sotto forma di nastri che si svolgono da rispettive sorgenti di alimentazione (bobine). Naturalmente, quanto detto non va inteso in senso limitativo: uno o pi? dei materiali considerati potrebbero essere anche prodotti direttamente dalla linea di produzione o essere forniti in forma diversa rispetto alla classica forma in rotoli.
I riferimenti 10 e 12, da una parte, ed i riferimenti 20 e 22, dall?altra parte, indicano rispettivamente il coltello rotante ed il corrispondente elemento fungente da incudine ossia il controcoltello o controrullo (?anvil roll?) di una prima e di una seconda unit? Cut & Slip destinate a segmentare i nastri dei materiali A e B in spezzoni e ad applicarli ?a passo? sul nastro S.
Eccezion fatta per quanto detto nel seguito, le due unit? 10, 12 e 20, 22 possono essere dispositivi di tipo noto, ad esempio corrispondenti agli insegnamenti forniti nei documenti citati nella parte introduttiva della presente descrizione.
Si pu? trattare ad esempio, con riferimento alla figura 5, di unit? in cui i materiali trattati sono mantenuti in contatto (con capacit? di scivolamento o ?slip?) con i controcoltelli o controrulli 12 e 22 per effetto della pressione subatmosferica (?vuoto?) prodotto da una sorgente quale una pompa aspirante 30.
Un livello di pressione subatmosferica prodotto dalla sorgente 30 pu? anche essere inviato verso una cassa aspirante 32 associata ad una struttura di movimentazione (ossia un convogliatore, quale ad esempio un nastro o rullo motorizzato 34) che fa avanzare il nastro di materiale S su cui sono applicati, sovrapposti fra loro, gli elementi o spezzoni dei materiali A e B. La pressione subatmosferica presente nella cassa 32 ? destinata a mantenere gli spezzoni dei materiali A e B in contatto col materiale S. Il fissaggio degli spezzoni dei materiali A e B fra loro e/o sul materiale S pu? realizzarsi secondo criteri diversi (ad esempio per via adesiva, per effetto dell?intrappolamento a sandwich fra il backsheet S ed un topsheet applicato al disopra degli spezzoni A e B, per effetto di una saldatura termomeccanica o con ultrasuoni, ecc.), non rilevanti ai fini della comprensione della soluzione qui descritta.
La soluzione illustrata nella figura 5 affronta il problema di eliminare gli errori di posizionamento delle strisce di materiale A e B applicando il patch di materiale A sulla striscia di materiale B direttamente sul controcoltello 22 dell?unit? 20, 22 che tratta il materiale B stesso: nell?esempio di attuazione qui illustrato si tratta dell?unit? 20, 22 situata a valle con riferimento al verso di avanzamento del materiale A.
In una forma di attuazione, le unit? 10, 12 e 20, 22 possono essere del tipo descritto nel documento EP-A-1 864 768, ossia unit? di taglio di tipo ?pitchless?, in quanto esenti da cambio formato.
Nell?esempio di attuazione illustrato, i due controcoltelli 12, 22 ed il nastro principale (quello corrispondente al materiale S) possono avanzare tutti alla stessa velocit?, con la possibilit? di realizzare la funzione di ?cambio formato? completamente per via software.
La gestione dei livelli di pressione subatmosferica presenti all?interno dei contro coltelli 12 e 22 (e della cassa 32) ? attuata, secondo criteri di per s? noti, in funzione del tipo e delle dimensioni dei materiali trattati, nonch? dalla posizione relativa delle strisce.
In una forma di attuazione, all?unit? che tratta il materiale B, sulla quale viene applicato il patch di materiale A, sar? applicato un livello di vuoto capace di catturare e trasportare entrambe gli elementi A e B all?accoppiamento con il telo S.
La soluzione qui descritta permette dunque di applicare con precisione in posizioni spaziate (P1, D della figura 1) su un nastro di materiale S in avanzamento, spezzoni di un primo e di un secondo materiale (A e B) sovrapposti fra loro.
Infatti, applicando il primo elemento sul secondo quando quest?ultimo si trova ancora (gi? tagliato o da tagliare) sul controcoltello 22 ci si trova a realizzare l?accoppiamento fra i due spezzoni in questione operando su di un elemento strutturale rigido. Si evitano in questo modo le imprecisioni legate al modo di operare tradizionale in cui l?operazione di applicazione avviene di fatto sul telo S e, ovviamente, in diverse posizioni sulla linea di lavorazione, ossia in condizioni in cui l?elasticit? del materiale S pu? essere fonte di una scarsa precisione di posizionamento (P1+D).
Nell?esempio di attuazione illustrato, il dispositivo comprende due unit? Cut & Slip 10, 12 e 20, 22, ognuna comprendente un primo coltello 10, 20 alimentabile con il rispettivo materiale A o B ed un controcoltello 12, 22 suscettibile di cooperare col corrispondente coltello 10, 20 per tagliare gli spezzoni destinati ad essere applicati sovrapposti fra loro in posizione spaziata sul nastro di materiale S in avanzamento (freccia X della figura 1).
La funzione di spaziatura ? permessa dal fatto che gli spezzoni possono scorrere (slip) sui controcoltelli 12 e 22, variando quindi la distanza che li separa (inizialmente nulla al momento del taglio).
I controcoltelli 12 e 22 (qui sotto forma di due rulli, ma potrebbe trattarsi di corpi volventi di altra natura) sono disposti in posizione affacciata e sono mobili di moti concordi fra loro (ossia diretti nello stesso verso) nel punto di (quasi)tangenza e trasferimento dello spezzone A sul materiale B. Nell?esempio di attuazione qui illustrato si tratta di rulli controrotanti affiancati fra loro, ossia rulli disposti con i loro assi paralleli fra loro e, come detto, in condizioni di quasi tangenza fra loro, dove il contro coltello 22 ruota in senso orario, mentre il contro coltello 12 ruota in senso antiorario. Il primo controcoltello 12 ?, dunque, in grado di far passare gli spezzoni del primo materiale A sul secondo controcoltello 22 sovrapponendoli agli spezzoni del secondo materiale B portati dal secondo controcoltello (22) -- sempre con capacit? di scorrimento relativo (ossia con la possibilit? di variare la distanza che li separa).
A tal fine, il secondo controcoltello 22 ? dotato di mezzi di ritegno (sorgente del vuoto 30) regolabili in modo tale per cui il controcoltello 22 ? in grado non solo di trattenere gli spezzoni del secondo materiale B ma anche di richiamare su di s? gli spezzoni del primo materiale A tagliati dalla prima unit? 10, 12 facendo s? che gli spezzoni A e B risultino sovrapposti fra loro.
Il secondo controcoltello 22 ? cos? in grado di trascinare gli spezzoni A e B sovrapposti fra loro. Essendo inoltre disposto in posizione affacciata alla estremit? prossimale del convogliatore a nastro 34, il secondo controcoltello 22 ? poi in grado di far passare gli spezzoni A e B sovrapposti fra loro sul convogliatore a nastro 34 stesso.
Il processo schematizzato in figura 5 pu? essere anche realizzato nella forma d?attuazione della figura 6 dove ? prevista l?eventuale applicazione sul materiale A di materiale di fibra di cellulosa CF ? con la possibile presenza di una rispettiva cassa aspirante associata 33.
Oltre al vantaggio tecnologico di avere un prodotto di qualit? superiore, grazie a tolleranze di posizionamento tra i vari elementi pi? strette (ossia ad una minimizzazione degli errori sui parametri di posizionamento P1 e D ? vedere la figura 1) si ha un altro vantaggio dato dal fatto che il processo di assemblaggio degli elementi A, B ed S ? pi? compatto, e dunque molto pi? economico
La soluzione qui descritta (se confrontata con le soluzioni tradizionali di cui alle figure 2 a 4) permette in particolare di eliminare ben tre nastri di trasporto, il sistema di accoppiamento del materiale B con il materiale e le relative motorizzazioni. Inoltre la linea di lavorazione, diventando pi? compatta, riduce notevolmente il costo del telaio e degli accessori ad esso collegati quali carterature (anteriore e posteriore) canalizzazioni elettriche ecc..
Un caso particolare di applicazione si pu? avere in forme di attuazione in cui la prima unit? di taglio 10, 12 non ? (cos? come s? ? almeno implicitamente supposto sinora) un?unit? cut & slip, ma ? una cut & lay, ossia un?unit? che taglia, ma non spazia gli spezzoni di materiale derivanti dall?operazione di taglio.
Questo caso si pu? avere quando il materiale, in genere il materiale A, ? un core particolarmente fragile e sul quale si effettua un taglio sagomato.
In questo caso, quando il coltello 10 effettua il taglio del materiale A, tutti gli elementi coinvolti in questa operazione, ossia coltello 10, controcoltello 12 e telo A, viaggiano alla stessa velocit?.
Cos? come gi? detto, il taglio pu? essere dritto o sagomato. In quest?ultimo caso gli eventuali sfridi sono asportati con tecniche e mezzi noti non indicati nei disegni.
Una volta effettuato il taglio, la striscia o spezzone di materiale A viene trasferita sul materiale B, quando quest?ultimo e ancora posizionato sul controcoltello 22 e non ? ancora stata tagliata la relativa striscia di materiale B dal corrispondente coltello 20.
Completato il trasferimento il coltello 20 effettua il taglio di B e l?elemento composto dalle due strisce di materiale accoppiate A e B viene spaziato dal contro coltello 22 ed applicato sul telo S.
Fermo restando il principio dell?invenzione, i particolari e le forme di attuazione potranno variare, anche in modo significativo, rispetto a quanto qui descritto a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione cos? come definito dalle rivendicazioni annesse.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo per applicare in posizioni spaziate (P1, D) su un nastro di materiale (S) in avanzamento spezzoni di un primo (A) e di un secondo (B) materiale sovrapposti fra loro, il dispositivo comprendendo: - una prima unit? di taglio (10, 12) comprendente un primo coltello (10) alimentabile con detto primo materiale (A) ed un primo controcoltello (12) suscettibile di cooperare con detto primo coltello (10) per tagliare detti spezzoni di detto primo materiale (A); - una seconda unit? di taglio (20, 22) disposta in cascata a detta prima unit? di taglio (10, 12), detta seconda unit? di taglio (20, 22) comprendendo un secondo coltello (20) alimentabile con detto secondo materiale (B) ed un secondo controcoltello (22) suscettibile di cooperare con detto secondo coltello (20) per tagliare detti spezzoni di detto secondo materiale (B) per l?applicazione in sovrapposizione con spezzoni di detto primo materiale (A) in posizioni spaziate (P1, X) su detto nastro di materiale (S) in avanzamento, caratterizzato dal fatto che detti primo (12) e secondo controcoltello (22) sono disposti in posizione affacciata, mobili di moti concordi fra loro e configurati per far passare detti spezzoni di detto primo materiale (A) su detto secondo controcoltello (22) sovrapponendoli a detti spezzoni di detto secondo materiale (B) portati con capacit? di scorrimento da detto secondo controcoltello (22).
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui dette unit? di taglio (10, 12; 20, 22) sono configurate per consentire lo scorrimento di detti spezzoni.
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui almeno una (10, 12) di dette unit? di taglio non opera lo scorrimento di detti spezzoni.
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detta almeno una (10, 12) di dette unit? di taglio comprende un coltello (10) sagomato.
  5. 5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 4, comprendente altres? un convogliatore (34) per detto nastro di materiale (S) in avanzamento, detto convogliatore (34) essendo configurato per ricevere da detto secondo controcoltello (22) detti spezzoni di detto primo materiale (A) e detti spezzoni di detto secondo materiale (B) sovrapposti fra loro.
  6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui detto convogliatore (34) comprende almeno uno fra un nastro motorizzato ed un rullo motorizzato.
  7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto secondo controcoltello (22) ? dotato di mezzi di ritegno (30) per richiamare su di s? detti spezzoni di detto primo materiale (A) sovrapposti a detti spezzoni di detto secondo materiale (B) portati con capacit? di scorrimento da detto secondo controcoltello (22).
  8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti primo (12) e secondo (22) controcoltello sono rulli controrotanti affiancati fra loro.
  9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti primo (12) e secondo (22) controcoltello sono dotati di mezzi di ritegno a depressione (30) per richiamare su di s? detti spezzoni (A, B) con capacit? di scorrimento.
  10. 10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni 5 o 6, in cui detto convogliatore (34) ? dotato di mezzi di ritegno a depressione (32) per richiamare su di s? detto nastro di materiale (S) in avanzamento portante applicati detti spezzoni di detto primo materiale (A) detti spezzoni di detto secondo materiale (B) sovrapposti fra loro.
  11. 11. Dispositivo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti primo (10) e secondo (20) coltello sono coltelli rotativi.
  12. 12. Procedimento per applicare in posizioni spaziate (P1, X) su un nastro di materiale (S) in avanzamento spezzoni di un primo (A) e di un secondo (B) materiale sovrapposti fra loro, il procedimento comprendendo le operazioni di: - sottoporre detto primo materiale (A) a taglio (10, 12) formando detti spezzoni di detto primo materiale (A); - sottoporre detto secondo materiale (A) a taglio (20, 22) formando detti spezzoni di detto secondo materiale (A); - sovrapporre detti spezzoni di detto primo materiale (A) e detti spezzoni di detto secondo materiale (B); e - trasferire su detto nastro di materiale (S) in avanzamento detti spezzoni di detto primo materiale (A) e detti spezzoni di detto secondo materiale (B) una volta sovrapposti fra loro.
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